一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，包括配置三元矿化剂和增塑剂；按质量比称取白刚玉粉和三元矿化剂进行球磨；向球磨后混合料中加入按质量比称取的白刚玉砂，进行球磨、烘烤后获得混合原料；将混合原料在加热条件下加入熔融状态的增塑剂；加入油酸，继续搅拌，获得陶瓷浆料；采用陶瓷浆料制备陶瓷型芯半成品；按多段式温度曲线焙烧方法对陶瓷型芯半成品焙烧；采用第一强化剂和第二强化剂依次对焙烧后的陶瓷型芯半成品强化，获得陶瓷型芯成品。采用本发明专利技术方法制备的陶瓷型芯，经测试其在1400℃以上温度的金属液中长时间浸泡时不会发生化学反应，陶瓷型芯的结构完整，且不会出现裂纹或断裂的情况。且不会出现裂纹或断裂的情况。且不会出现裂纹或断裂的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法


[0001]本专利技术属于耐高温陶瓷结构材料制备
，具体为一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法。

技术介绍

[0002]航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”，代表着一个国家的最高工业水平。航空发动机的结构复杂，其由成千上万个结构复杂的零部件构成，且这些零部件大多都采用铸造成型技术制成，而且如高压涡轮、导向叶片等具有复杂内腔的零部件在铸造过程中，必须使用耐高温陶瓷型芯，而且该耐高温陶瓷型芯在1400℃以上的金属液中长时间浸泡必须保证不发生化学反应、不发生断裂，并且要保证零件尺寸精度等要求，而现有的耐高温陶瓷型芯难以达到上述要求，使得制造的零部件达不到设计要求。

技术实现思路

[0003]解决现有的耐高温陶瓷型芯浸泡在金属液中，当温度达到1400℃及以上时，耐高温陶瓷型芯与金属液发生化学反应、耐高温陶瓷型芯断裂，进而导致零件尺寸精度低或铸造失败等问题，本专利技术公开了一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法。
[0004]实现专利技术目的的技术方案如下：一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1、配置三元矿化剂和增塑剂；
[0006]步骤2、按质量比称取白刚玉粉和三元矿化剂进行球磨；
[0007]步骤3、向球磨后混合料中加入按质量比称取的白刚玉砂，进行球磨、烘烤后获得混合原料；
[0008]步骤4、将混合原料在加热条件下加入熔融状态的增塑剂；
[0009]步骤5、加入油酸，继续搅拌，获得陶瓷浆料；
[0010]步骤6、采用陶瓷浆料制备陶瓷型芯半成品；
[0011]步骤7、按多段式温度曲线焙烧方法对陶瓷型芯半成品焙烧；
[0012]步骤8、采用第一强化剂和第二强化剂依次对焙烧后的陶瓷型芯半成品强化，获得陶瓷型芯成品。
[0013]进一步地，步骤2至步骤5中，白刚玉粉、白刚玉砂、三元矿化剂的质量比为66.5％、28.5％、5.0％，油酸的加入量为白刚玉粉、白刚玉砂、三元矿化剂三者总质量的1％，增塑剂的加入量为白刚玉粉、白刚玉砂、三元矿化剂三者总质量的22％～25％。
[0014]进一步地，步骤1中，配置三元矿化剂，方法包括：
[0015]步骤101、按质量份数称取石英粉、石灰、白刚玉粉，混合均匀后进行球磨；
[0016]步骤102、将球磨后的混合料按三段式温度曲线焙烧方法进行焙烧；
[0017]步骤103、焙烧后球磨过筛，获得三元矿化剂。
[0018]更进一步地，三元矿化剂中，石英粉的质量份数为6～6.4份，石灰的质量份数为
2.1～2.5份，白刚玉粉的质量份数为1.4～1.6份。
[0019]更进一步地，三段式温度曲线焙烧方法为：第一段匀速升温至800
±
10℃后保温2
±
0.5h，第二段匀速升温至二段温度900
±
10℃后保温2
±
0.5h，第三段匀速升温至三段温度1000
±
10℃后保温4
±
0.5h。
[0020]进一步地，步骤1中，配置增塑剂，方法包括：
[0021]步骤111、将二分之一的石蜡加热熔化；
[0022]步骤112、向熔融状态的石蜡中加入聚乙烯树脂，加热使聚乙烯树脂熔化；
[0023]步骤113、加入蜂蜡和剩余二分之一的石蜡，加热熔化后保温，过滤冷却后获得固态的增塑剂。
[0024]更进一步地，增塑剂中石蜡、蜂蜡、聚乙烯树脂的质量份数比为90：8：2，且石蜡为全精炼石蜡或半精炼石蜡，聚乙烯树脂为低密度聚乙烯树脂，其中低密度聚乙烯(LDPE)又称高压聚乙烯，是一种成型加工性好的塑料材料。
[0025]进一步地，步骤7中，多段式温度曲线焙烧方法为五段式温度曲线焙烧。
[0026]更进一步地，五段式温度曲线焙烧，方法包括：
[0027]第一段匀速升温至300
±
10℃后保温2h，第二段匀速升温至二段温度400
±
10℃后保温1h，第三段匀速升温至三段温度500
±
10℃后保温2h，第四段匀速升温至四段温度900
±
10℃后保温1h，第五段匀速升温至五段温度1100～1200℃后保温4h。
[0028]进一步地，步骤8中，第一强化剂为高温强化剂，包括硅溶胶和蒸馏水；
[0029]第二强化剂为低温强化剂，包括热固性酚醛树脂、乙醇、乌洛托品，且热固性酚醛树脂、乙醇、乌洛托品的质量份数比为32：65：3。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用上述方法制备的陶瓷型芯，经测试其在1400℃以上温度的金属液中长时间(大于4h)浸泡时不会发生化学反应，陶瓷型芯的结构完整，且不会出现裂纹或断裂的情况。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。
[0034]本具体实施方式公开了一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，参见图1所示，制备方法包括以下步骤：
[0035]步骤1、配置三元矿化剂和增塑剂。
[0036]其中，三元矿化剂的配置方法包括：
[0037]步骤101、按质量份数称取石英粉、石灰、白刚玉粉，混合均匀后进行球磨。
[0038]优选的，三元矿化剂中，石英粉的质量份数为6～6.4份，石灰的质量份数为2.1～2.5份，白刚玉粉的质量份数为1.4～1.6份。
[0039]步骤102、将球磨后的混合料按三段式温度曲线焙烧方法进行焙烧。
[0040]优选的，三段式温度曲线焙烧方法为：第一段匀速升温至800
±
10℃后保温2
±
0.5h，第二段匀速升温至二段温度900
±
10℃后保温2
±
0.5h，第三段匀速升温至三段温度1000
±
10℃后保温4
±
0.5h。
[0041]步骤103、焙烧后球磨过筛，获得三元矿化剂。
[0042]其中，增塑剂的配置方法包括：
[0043]步骤111、将二分之一的石蜡加热熔化；
[0044]步骤11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、配置三元矿化剂和增塑剂；步骤2、按质量比称取白刚玉粉和三元矿化剂进行球磨；步骤3、向球磨后混合料中加入按质量比称取的白刚玉砂，进行球磨、烘烤后获得混合原料；步骤4、将混合原料在加热条件下加入熔融状态的增塑剂；步骤5、加入油酸，继续搅拌，获得陶瓷浆料；步骤6、采用陶瓷浆料制备陶瓷型芯半成品；步骤7、按多段式温度曲线焙烧方法对陶瓷型芯半成品焙烧；步骤8、采用第一强化剂和第二强化剂依次对焙烧后的陶瓷型芯半成品强化，获得陶瓷型芯成品。2.根据权利要求1所述的铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤2至步骤5中，白刚玉粉、白刚玉砂、三元矿化剂的质量比为66.5％、28.5％、5.0％，油酸的加入量为白刚玉粉、白刚玉砂、三元矿化剂三者总质量的1％，增塑剂的加入量为白刚玉粉、白刚玉砂、三元矿化剂三者总质量的22％～25％。3.根据权利要求1所述的铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤1中，配置三元矿化剂，方法包括：步骤101、按质量份数称取石英粉、石灰、白刚玉粉，混合均匀后进行球磨；步骤102、将球磨后的混合料按三段式温度曲线焙烧方法进行焙烧；步骤103、焙烧后球磨过筛，获得三元矿化剂。4.根据权利要求3所述的铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，三元矿化剂中，石英粉的质量份数为6～6.4份，石灰的质量份数为2.1～2.5份，白刚玉粉的质量份数为1.4～1.6份。5.根据权利要求3所述的铸造用耐高温陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，三段式温度曲线焙烧方法为：第一段匀速升温至800
±
10℃后保温2
±
0.5h，第二段匀速升温至二段温度900
±<...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙阅文，李强，邓娟，姜志鹏，罗伟明，张策，张勇，田宇飞，胡坤，唐瑶，李征，
申请(专利权)人：中国航发航空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：